PL249595B1 - Method of finishing welding surfaces and a tool for implementing this method - Google Patents
Method of finishing welding surfaces and a tool for implementing this methodInfo
- Publication number
- PL249595B1 PL249595B1 PL433166A PL43316620A PL249595B1 PL 249595 B1 PL249595 B1 PL 249595B1 PL 433166 A PL433166 A PL 433166A PL 43316620 A PL43316620 A PL 43316620A PL 249595 B1 PL249595 B1 PL 249595B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weld
- tooth
- length
- height
- teeth
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D43/00—Broaching tools
- B23D43/02—Broaching tools for cutting by rectilinear movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
- Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Sposób obróbki wykańczającej powierzchni pospawalniczych polegający na przesuwaniu narzędzia skrawającego wzdłuż spoiny, według którego naddatek lica spoiny usuwa się jednoetapowo w trakcie jednego przejścia narzędzia skrawającego, które to narzędzie jednostronnie wyposaża się w liniowo ułożone zęby, przy czym wysokość ostrza kolejnych zębów zmienia się rosnąco zgodnie z kierunkiem posuwu, a różnica wysokości ostrza między pierwszym a ostatnim zębem jest równa wysokości naddatku lica, przy czym liczbę zębów ustala się w zależności od długości spoiny, zaś długość zęba wynosi co najmniej połowę odległości między kolejnymi zębami. Przedmiotem wynalazku jest także wieloostrzowe narzędzie do obróbki wykańczającej powierzchni pospawalniczych wykonane w postaci stalowego pręta o prostokątnym przekroju zaopatrzonego na jednej z zewnętrznych powierzchni w elementy skrawające w postaci zębów, w którym szerokość zęba jest równa maksymalnej szerokości skrawanego naddatku lica, długość (g) zęba jest co najmniej równa połowie odległości między zębami, zaś różnica wysokości ostrzy pomiędzy pierwszym zębem a ostatnim zębem, jest równa wysokości skrawanego naddatku lica, przy czym zęby ułożone są liniowo, a ich liczba uzależniona jest od długości obrabianej spoiny.A method of finishing welding surfaces consisting in moving a cutting tool along the weld, whereby the weld face allowance is removed in one step during one pass of the cutting tool, which tool is equipped with linearly arranged teeth on one side, wherein the height of the cutting edge of subsequent teeth changes increasing in accordance with the feed direction, and the difference in the height of the cutting edge between the first and the last tooth is equal to the height of the weld face allowance, wherein the number of teeth is determined depending on the length of the weld, and the length of the tooth is at least half the distance between subsequent teeth. The subject of the invention is also a multi-blade tool for finishing post-weld surfaces made in the form of a steel rod with a rectangular cross-section provided on one of the outer surfaces with cutting elements in the form of teeth, in which the width of the tooth is equal to the maximum width of the cut face allowance, the length (g) of the tooth is at least equal to half the distance between the teeth, and the difference in the height of the blades between the first tooth and the last tooth is equal to the height of the cut face allowance, wherein the teeth are arranged linearly and their number depends on the length of the weld being processed.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki wykańczającej powierzchni pospawalniczych i narzędzie do realizacji tego sposobu.The subject of the invention is a method for finishing welding surfaces and a tool for implementing this method.
W zakładach przemysłowych najczęściej spotykanym sposobem obróbki wykańczającej powierzchni pospawalniczych jest szlifowanie narzędziem ściernym o różnym kształcie i różnym materiale ściernym. Ten sposób obróbki prowadzi do powstania wad na obrobionej powierzchni. Między innymi powstają miejsca lokalnie odpuszczone lub zahartowane wtórnie, które tworzą w warstwie wierzchniej karby strukturalne, a także w miejscach tych spiętrzają się naprężenia resztkowe (rozciągające). Wymienione wady prowadzą do tworzenia i rozwoju pęknięć zwykłych i zmęczeniowych oraz zatarć i innych uszkodzeń. Podczas eksploatacji konstrukcji spawanych dochodzi do spadku wytrzymałości zmęczeniowej spoiny, co może spowodować zniszczenia elementów spawanych. Dodatkowo, szlifowanie to proces, który często wymaga pracy ręcznej, co znacznie podnosi czas obróbki i uniemożliwia automatyzowanie tego procesu. Ponadto szlifowanie jest procesem szkodliwym dla człowieka i otoczenia, wymaga stosowania dodatkowych środków ochronnych.In industrial plants, the most common method of finishing weld surfaces is grinding with an abrasive tool of various shapes and abrasive materials. This processing method leads to defects on the machined surface. Among other things, locally tempered or re-hardened areas are created, which create structural notches in the surface layer, and residual (tensile) stresses accumulate in these areas. These defects lead to the formation and development of normal and fatigue cracks, as well as seizures and other damage. During the operation of welded structures, the fatigue strength of the weld decreases, which can cause damage to the welded components. Furthermore, grinding is often a manual process, which significantly increases processing time and prevents automation. Furthermore, grinding is harmful to humans and the environment and requires the use of additional protective measures.
Z polskiego dokumentu patentowego PAT.166176 znany jest sposób szlifowania spoin wzdłużnych zewnętrznych carg oraz urządzenie do szlifowania spoin wzdłużnych zewnętrznych carg polegający na tym, że spoinę zeszlifowuje się stycznie do powierzchni cargi i wzdłuż cargi w co najmniej trzech przejściach głowicy szlifierskiej poprzedzonych obrotem cargi. Urządzenie do szlifowania składa się z głowicy szlifierskiej osadzonej suwliwie w suporcie, zespołu napędowego oraz pozycjonera. Głowica szlifierska wyposażona jest w rolkę kontaktową, która ułożona jest tak, aby była prostopadła do linii spoiny cargi oraz składa się z rolki napinającej, taśmy szlifierskiej, rolki prowadzącej i sprężyny dociskowej.Polish patent document PAT.166176 describes a method for grinding longitudinal welds on external carburetors and a device for grinding longitudinal welds on external carburetors. This involves grinding the weld tangentially to the carburetor surface and along the carburetor in at least three passes of the grinding head, preceded by rotation of the carburetor. The grinding device consists of a grinding head slidably mounted in a support, a drive unit, and a positioner. The grinding head is equipped with a contact roller, which is positioned perpendicular to the carburetor weld line, and consists of a tension roller, a grinding belt, a guide roller, and a pressure spring.
Z polskiego dokumentu patentowego PAT.174051 znany jest sposób i frezarka do obróbki grani spoiny łączonych elementów walcowych. Sposób polega na tym, że frezarkę do obróbki grani przemieszcza się, przy użyciu łańcuchów, po obwodzie łączonych elementów walcowych, w pozycji pobocznej, umieszczonych na obrotniku, frezem palcowym frezarki dokonując usunięcia naddatków z grani spoiny nałożonej uprzednio na styku elementów łączonych. Frezarka składa się z obudowy, hydraulicznego bloku napędowego freza, mającego mechanizm do regulacji głębokości frezowania, hydraulicznego bloku napędowego uruchamiania kół, do przemieszczania się frezarki do pobocznicy łączonych elementów walcowych, z udziałem łańcuchów, rolki prowadzącej frezarkę wzdłuż rowka spoiny, mechanizmu korygującego ruchy freza wzdłuż grani spoiny oraz mechanizmu w ciągu łańcuchów.Polish patent document PAT.174051 describes a method and milling machine for machining the weld root of joined cylindrical elements. The method involves moving the milling machine for root machining, using chains, around the circumference of the joined cylindrical elements, in a peripheral position placed on a turntable. The milling machine's end mill removes excess weld root previously applied at the joint of the joined elements. The milling machine consists of a housing, a hydraulic milling cutter drive unit with a mechanism for adjusting the milling depth, a hydraulic drive unit for actuating the wheels for moving the milling machine to the side of the joined cylindrical elements, using chains, a roller guiding the milling machine along the weld groove, a mechanism for correcting the cutter's movement along the weld root, and a mechanism within the chains.
W zgłoszeniu P.327604 ujawniono sposób i urządzenie do obrabiania połączenia pomiędzy dwoma elementami polegający na tym, że wzdłuż złącza nanosi się materiał łączący w postaci spoiny, spoinę z materiału łączącego obrabia się do zadanego kształtu przekroju poprzecznego za pomocą profilowego narzędzia skrawającego przemieszczanego wzdłuż spoiny i zdejmującego z niej zewnętrzną warstwę, z równoczesnym usuwaniem zdjętej warstwy zewnętrznej poprzez jej odsysanie. Korzystnie, jako materiał łączący można stosować szczeliwo na bazie poliuretanu. W skład odpowiedniego do tego celu narzędzia wchodzi dysza ssąca z otworem ssącym i narzędziem skrawającym zamontowanym na jej krawędzi, które to narzędzie może zdejmować i prowadzić górną warstwę spoiny z materiału łączącego do otworu ssącego, w celu jej usunięcia na zewnątrz.Application P.327604 discloses a method and apparatus for machining a joint between two components, which comprises applying a connecting material in the form of a weld along the joint, and machining the weld made of the connecting material to a predetermined cross-sectional shape using a profile cutting tool moved along the joint, removing the outer layer, while simultaneously removing the removed outer layer by suction. Preferably, a polyurethane-based sealant can be used as the connecting material. A suitable tool for this purpose includes a suction nozzle with a suction opening and a cutting tool mounted on its edge, which can remove and guide the upper layer of the weld from the connecting material to the suction opening for removal.
Sposób obróbki wykańczającej powierzchni pospawalniczych polegający na przesuwaniu narzędzia skrawającego wzdłuż spoiny z jednoczesnym usuwaniem naddatku lica spoiny, które to narzędzie jednostronnie wyposaża się na zewnętrznej powierzchni w liniowo ułożone zęby, zaś naddatek lica do obróbki wyznaczony jest przez wysokość lica spoiny od powierzchni gotowego przedmiotu w miejscu spoiny i szerokości i długości powierzchni spoiny charakteryzuje się według wynalazku tym, że liczbę zębów ustala się w zależności od długości spoiny. Długość zęba g wyznacza się ze wzoru g = Pp - k gdzie Pp oznacza wartość podziałki ostrzy wyznaczoną ze wzoru w zakresieThe method of finishing post-weld surfaces consisting in moving a cutting tool along the weld while simultaneously removing the weld face allowance, which tool is equipped with linearly arranged teeth on one side on the outer surface, and the weld face allowance to be processed is determined by the height of the weld face from the surface of the finished workpiece at the weld site and the width and length of the weld surface is characterized according to the invention in that the number of teeth is determined depending on the weld length. The tooth length g is determined from the formula g = Pp - k where Pp is the value of the blade pitch determined from the formula in the range
2,25^L < Pp < 3<2.25^L < Pp < 3<
k oznacza długość rowka wiórowego wyznaczoną ze wzoru w zakresiek is the length of the chip flute determined from the formula in the range
1,05^L > k > 0,95<1.05^L > k > 0.95<
wysokość zęba (h), stanowiącą głębokość rowka wiórowego, wyznacza się ze wzoru w zakresie 0,55< < h < 0,7<tooth height (h), which is the depth of the chip groove, is determined from the formula in the range 0.55< < h < 0.7<
gdzie L oznacza długość spoiny w [mm], a promień r dna rowka wiórowego wyznacza się ze wzoru w zakresiewhere L is the length of the weld in [mm], and the radius r of the bottom of the chip flute is determined from the formula in the range
0,5h < r < 0,6h.0.5h < r < 0.6h.
Wysokość ostrza kolejnych zębów ustala się rosnąco w kierunku przeciwnym do kierunku posuwu, zaś różnica wysokości ostrza między pierwszym a ostatnim zębem jest równa wysokości naddatku lica. Długość zęba wynosi co najmniej połowę odległości między kolejnymi zębami. Naddatek lica spoiny usuwa się jednoetapowo w trakcie jednego przejścia narzędzia skrawającego, które wykonuje się w postaci stalowego pręta o prostokątnym przekroju.The cutting edge height of successive teeth is set increasing in the opposite direction to the feed direction, and the difference in cutting edge height between the first and last tooth is equal to the height of the weld bead allowance. The tooth length is at least half the distance between successive teeth. The weld bead allowance is removed in a single step during a single pass of the cutting tool, which is made in the form of a steel bar with a rectangular cross-section.
Korzystnie przedostatni i ostatni ząb mają tę samą wysokość ostrza.Preferably the penultimate and last teeth have the same blade height.
Korzystnie kąt natarcia wynosi 20°, a kąt przyłożenia wynosi 3°.Preferably, the rake angle is 20° and the relief angle is 3°.
Wieloostrzowe narzędzie do usuwania naddatku lica spoiny w obróbce wykańczającej powierzchni pospawalniczych wykonane w postaci stalowego pręta zaopatrzonego w elementy skrawające w postaci zębów charakteryzuje się według wynalazku tym, że pręt stalowy ma prostokątny przekrój, zęby są na jednej z zewnętrznych powierzchni pręta, szerokość zęba jest równa maksymalnej szerokości ściegu spoiny, długość zęba jest co najmniej równa połowie odległości między sąsiednimi zębami - podziałki ostrzy, różnica wysokości ostrzy pomiędzy pierwszym zębem a ostatnim zębem jest równa wysokości skrawanego naddatku lica. Zęby ułożone są liniowo, a ich liczba uzależniona jest od długości obrabianej spoiny i naddatku, przy czym długość zęba jest równa różnicy między wartością podziałki ostrzy i długością rowka wiórowego. Wartość podziałki ostrzy jest w zakresie od 2,25^L do 3^L, długość rowka wiórowego jest w zakresie od 0,95^L do 1,05^L, wysokość zęba, stanowiąca głębokość rowka wiórowego, wynosi od 0,55^L do 0,7^L, gdzie L oznacza długość spoiny w mm. Promień dna rowka wiórowego wynosi od 0,5 do 0,6 wysokości zęba.A multi-tooth tool for removing weld bead allowance in the finishing of weld surfaces, made in the form of a steel rod equipped with cutting elements in the form of teeth, is characterized according to the invention in that the steel rod has a rectangular cross-section, the teeth are located on one of the outer surfaces of the rod, the tooth width is equal to the maximum weld bead width, the tooth length is at least half the distance between adjacent teeth (tooth pitch), and the difference in tooth height between the first tooth and the last tooth is equal to the height of the cut weld bead allowance. The teeth are arranged linearly, and their number depends on the length of the weld being processed and the allowance, with the tooth length equal to the difference between the tooth pitch value and the chip length. The tooth pitch ranges from 2.25^L to 3^L, the chip flute length ranges from 0.95^L to 1.05^L, the tooth height, which is the chip flute depth, ranges from 0.55^L to 0.7^L, where L is the weld length in mm. The flute bottom radius ranges from 0.5 to 0.6 of the tooth height.
Korzystnie przedostatni i ostatni ząb mają tę samą wysokość ostrza.Preferably the penultimate and last teeth have the same blade height.
Korzystnie kąt natarcia wynosi 20°, a kąt przyłożenia wynosi 3°.Preferably, the rake angle is 20° and the relief angle is 3°.
W przeciwieństwie do szlifowania proces obróbki narzędziem skrawającym będącym przedmiotem niniejszego wynalazku nie posiada opisanych wad i niedogodności. Proces ten jest procesem obróbki mechanicznej wiórowej, w której cały naddatek na obróbkę skrawany jest w ciągu jednego przejścia narzędzia. Taki proces charakteryzuje się krótkim czasem cyklu obróbki spoiny oraz wysoką wydajnością.Unlike grinding, the cutting tool machining process described in this invention does not have the disadvantages and drawbacks described above. This process is a machining process in which the entire machining allowance is removed in a single pass. This process is characterized by short weld machining cycle times and high productivity.
Ponadto narzędzie to zapewnia niskie odchyłki kształtu i położenia oraz wyjątkowo wysoką dokładność obróbki i jakość warstwy wierzchniej z chropowatością powierzchni Ra = 0,32-5 [pm]. Materiał skrawany w postaci wiórów gromadzi się w rowkach wiórowych między sąsiednimi ostrzami. Kształt i wymiary rowków zależą od kształtu, wymiarów i właściwości materiału ściegu, długości spoiny oraz posuwu na jedno ostrze. Wartość posuwu wynika z konstrukcji narzędzia i jest to stopniowy wzrost rozmiaru ostrzy skrawających, będący różnicą między sąsiednimi ostrzami (przyrost na jedno ostrze). Zużycie prawidłowo zaprojektowanego narzędzia jest powolne, ponieważ jego ostrza mają wysoką żywotność, dzięki zwiększonej wytrzymałości na obciążenia uderzeniowe spowodowane nierównością spoiny. Praca narzędzia jest realizowana według różnych sposobów podzielenia naddatku obróbkowego na poziomych i pionowych prasach lub obrabiarkach o różnych rodzajach i konstrukcji. W zależności od miejsca przyłożenia siły do narzędzia będzie ono poddawane zjawisku rozciągania lub ściskania. Taki sposób obróbki ma szereg zalet: krótki czas obróbki oraz bardzo wysoką wydajność, wysoką dokładność, niskie odchyłki kształtu i położenia, dobre wykończenie powierzchni obrabianej. Zapewnia ekonomiczną obróbkę, nie wymagającą wykwalifikowanych operatorów, możliwość skrawania wielu obrabianych ściegów ustalonych w rzędzie (ciągłe skrawanie), możliwość automatyzacji procesu obróbki.Furthermore, this tool ensures low shape and positional deviations, exceptional machining accuracy, and surface quality with a surface roughness of Ra = 0.32-5 [pm]. The cut material, in the form of chips, accumulates in the chip grooves between adjacent teeth. The shape and dimensions of the grooves depend on the shape, dimensions, and properties of the bead material, the weld length, and the feed per tooth. The feed value is determined by the tool design and is a gradual increase in the size of the cutting edges, representing the difference between adjacent teeth (increment per tooth). A properly designed tool wears slowly because its cutting edges have long service life, thanks to increased resistance to impact loads caused by weld irregularities. Tool operation is achieved by various methods of distributing machining allowance on horizontal and vertical presses or machine tools of various types and designs. Depending on where the force is applied to the tool, it will be subjected to tension or compression. This machining method offers a number of advantages: short machining times and very high productivity, high accuracy, low shape and positional deviations, and good surface finish. It ensures economical machining that does not require skilled operators, the ability to cut multiple stitches in a row (continuous cutting), and the possibility of automating the machining process.
W przypadku obróbki zróżnicowanych (tzw. skomplikowanych) powierzchni różniących się wymiarami, kształtem oraz jakością w zakresie jednego cyklu obróbki (np. powierzchni spawane, lutowane itp.) niezbędne jest stosowanie narzędzia o nowej specjalistycznej konstrukcji będącego przedmiotem niniejszego wynalazku. Takie narzędzie, dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu i usytuowaniu ostrzy, prawidłowo dopasowanych do warunków obróbki na podstawie obliczeń wytrzymałościowych, znajduje zastosowanie w następujących warunkach: przerywane skrawanie (kształt powierzchni pospawalniczych), nierównomierny naddatek na obróbkę, zmienna liczba jednocześnie pracujących (czynnych) ostrzy, nieciągłość procesu obróbki, uderzeniowe lub okresowo zmienne obciążenia ostrzy skrawających, niejednorodność materiału obrabianego, wzrost procesu zużycia. Takie warunki procesu obróbki charakteryzują się zmiennym obciążeniem narzędzia skrawającego z uwagi na cykliczne wcinanie się ostrzy w materiał obrabiany, gdy siła skrawania zmienia się od Pmin = 0 do Pmax, powodując obciążenia niecykliczne.When machining diverse (so-called complex) surfaces that differ in dimensions, shape, and quality within a single machining cycle (e.g., welded, brazed, etc.), it is necessary to use a tool with a new, specialized design, which is the subject of this invention. Thanks to the appropriate shape and positioning of the cutting edges, properly matched to the machining conditions based on strength calculations, such a tool is suitable for the following conditions: interrupted cutting (the shape of the welded surfaces), uneven machining allowance, a variable number of simultaneously working (active) cutting edges, discontinuity of the machining process, impact or periodically varying loads on the cutting edges, heterogeneity of the workpiece material, and increased wear. Such machining conditions are characterized by variable loading of the cutting tool due to the cyclic cutting of the cutting edges into the workpiece as the cutting force changes from Pmin = 0 to Pmax, causing non-cyclic loads.
Wynalazek umożliwia obrabianie skomplikowanych powierzchni spoin o różnym kształcie i wymiarach, różnych gatunków stali i stopów oraz zautomatyzowanie obróbki, podniesienie wydajności i zmniejszenie pracochłonności procesu obróbki.The invention enables the processing of complex weld surfaces of various shapes and dimensions, different types of steel and alloys, as well as the automation of processing, increasing efficiency and reducing the labor intensity of the processing process.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rysunek wykonawczy w przekroju podłużnym, rzutach oraz detale w przekroju podłużnym, fig. 2 przedstawia detale narzędzia w przekroju podłużnym, fig. 3 przedstawia spoinę w widoku perspektywicznym i w przekroju poprzecznym przed obróbką, fig. 4 przedstawia spoiny po obróbce.The subject of the invention is explained in more detail in the example of the drawing, in which Fig. 1 shows the production drawing in longitudinal section, projections and details in longitudinal section, Fig. 2 shows the details of the tool in longitudinal section, Fig. 3 shows the weld in perspective view and in cross-section before processing, Fig. 4 shows the welds after processing.
Przygotowano cztery próbki do obróbki, spawane w technologii:Four samples were prepared for processing, welded using the following technology:
- półautomat -135; gaz: Corgon 18, drut lity 0 0,8 mm; Ispaw = 95A,- semi-automatic -135; gas: Corgon 18, solid wire 0 0.8 mm; Ispaw = 95A,
- półautomat - gaz: CO2, drut proszkowy DWA 55L 0 1,2 mm; Ispaw » 110A,- semi-automatic - gas: CO2, flux-cored wire DWA 55L 0 1.2 mm; Ispaw » 110A,
- półautomat; gaz: CO2; drut Corefil 100R Metalweco 0 1,2 mm; Ispaw = 90 ... 110A, SMAW; elektroda zasadowa EB150 0 2,5 mm; Ispaw = 90A.- semi-automatic; gas: CO2; Corefil 100R Metalweco wire 0 1.2 mm; Ispaw = 90 ... 110A, SMAW; basic electrode EB150 0 2.5 mm; Ispaw = 90A.
Materiał, z którego wykonano narzędzie to stal szybkotnąca SW7M (HS6-5-2) poddawana obróbce cieplnej (hartowanie przy temperaturze 1250°C i odpuszczanie w temperaturze 560°C do twardości HRC 62:65).The material from which the tool is made is high-speed steel SW7M (HS6-5-2) subjected to heat treatment (hardening at 1250°C and tempering at 560°C to a hardness of HRC 62:65).
W celu przygotowania narzędzia przeznaczonego do obróbki określonej partii spoin niezbędne jest jego zaprojektowanie w oparciu o istniejące sposoby obliczeń, ale z wykorzystaniem nowych niestandardowych rozwiązań w wymienionej poniżej kolejności.In order to prepare a tool intended for machining a specific batch of welds, it is necessary to design it based on existing calculation methods, but using new non-standard solutions in the order listed below.
W pierwszej kolejności wyznacza się naddatek obróbkowy. Przy obróbce spoiny naddatek obróbkowy stanowi wysokość (nadlew lica) spoiny Hs, która jest ograniczona powierzchniami przedmiotu gotowego ap oraz spoiny as.First, the machining allowance is determined. When machining a weld, the machining allowance is the height (rise) of the weld face Hs, which is limited by the surfaces of the finished part ap and the weld as.
W celu wyznaczenia wartości naddatku obróbkowego Hs niezbędne jest wykonanie pomiarów wysokości spoiny i ich analiza statystyczna. Przed projektowaniem narzędzia wyznacza się maksymalne wartości wymiarów spoin charakterystyczne dla większości obrabianych spoin w partii. Na podstawie wykonanej analizy, wyznacza się skrajne warunki i określa się zakres naddatku i szerokości spoiny Bs. W rozpatrywanych próbkach spawanych maksymalna wartość naddatku na obróbkę H smax = 3 mm oraz maksymalna szerokość spoiny Bsmax = 15 mm.To determine the machining allowance Hs, it is necessary to measure the weld height and analyze it statistically. Before designing the tool, the maximum weld dimensions are determined, which are characteristic for the majority of welds machined in the batch. Based on the analysis, the extreme conditions are determined and the range of machining allowance and weld width Bs is determined. In the welded samples under consideration, the maximum machining allowance Hsmax = 3 mm and the maximum weld width Bsmax = 15 mm.
Po wyznaczeniu naddatku obróbkowego wyznacza się wartość posuwu na ostrze a (grubość skrawanej warstwy). Podział naddatku przy krawędziach prostoliniowych jest to podział grubości naddatku na całkowitej szerokości obróbki. W rozpatrywanym przykładzie grubość skrawanej warstwy wynosi 0,2 mm. Jej wartość została wybrana ze względu na zarys ostrza skrawającego, materiał obrabiany oraz możliwości techniczne obrabiarki (prasy).After determining the machining allowance, the feed rate per tooth a (cutting thickness) is determined. The allowance distribution for straight edges is the division of the allowance thickness across the total machining width. In the example considered, the cutting thickness is 0.2 mm. This value was selected based on the cutting edge contour, the workpiece material, and the technical capabilities of the machine tool (press).
Kolejnym etapem projektowania narzędzia jest wyznaczenie geometrii ostrza skrawającego. Do obróbki powierzchni płaskich ostrza skrawające wykonuje się z nachyleniem pod kątem ω, który zmniejsza koncentrację siły skrawającej na krawędź ostrza. Jednakże stosowanie nachylonych ostrzy komplikuje proces wytwarzania narzędzi i zwiększa ich długość oraz wartość. Dlatego przyjmuje się ω = 0°.The next step in tool design is determining the cutting edge geometry. For machining flat surfaces, cutting edges are inclined at an angle ω, which reduces the concentration of cutting forces on the cutting edge. However, the use of inclined edges complicates the tool manufacturing process and increases their length and value. Therefore, ω = 0° is assumed.
W celu zapewnienia niezawodnej pracy narzędzia w warunkach wystąpienia obciążeń uderzeniowych niezbędne okazało się wzmocnienie zębów narzędzia. Przybliżoną wartość podziałki Pp ostrzy skrawających powiększono i wyznaczono ze wzoru:To ensure reliable tool operation under impact loading conditions, it was necessary to reinforce the tool teeth. The approximate value of the cutting edge pitch Pp was increased and determined using the following formula:
Pp = (2,25 .... 3)^L, gdzie L - długość spoiny w mm.Pp = (2.25 .... 3)^L, where L - weld length in mm.
Jednocześnie powiększono wymiar g (długość zęba), wzmacniając ostrze skrawające, nie zmieniając przy tym długości rowka wiórowego k, który wyznacza się ze wzoru:At the same time, the dimension g (tooth length) was increased, strengthening the cutting edge without changing the length of the chip flute k, which is determined from the formula:
k = (1,05 .... 0,95)^ L, gdzie L - długość spoiny w mm, gwarantującego bezproblemowe odprowadzenie wiórów.k = (1.05 .... 0.95)^ L, where L - length of the weld in mm, ensuring trouble-free chip removal.
Wysokość ostrza h wyznacza się w zakresie h = (0,55 .... 0,7) VL, przyjmuje się kąt natarcia γ = 20°, kąt przyłożenia a = 3°. Pozostałe parametry ostrza wyznacza się ze wzorów:The cutting edge height h is determined in the range h = (0.55 ... 0.7) VL, the rake angle γ = 20°, the clearance angle a = 3° is assumed. The remaining cutting edge parameters are determined from the formulas:
g = Pp — k; r = (0,5 ....0,6) h, gdzie:g = Pp — k; r = (0.5 ....0.6) h, where:
Pp - wartość podziałki ostrzy skrawających, g - długość zęba, k - długość rowka wiórowego, r - promień dna rowka wiórowego, h - wysokość zęba (głębokość rowka).Pp - cutting edge pitch value, g - tooth length, k - chip flute length, r - chip flute bottom radius, h - tooth height (groove depth).
PL 249595 Β1PL 249595 Β1
Po wyznaczeniu geometrii ostrzy sprawdza się narzędzie na wytrzymałość w zależności od sił skrawających. Zmiana wartości sił skrawania przy obróbce powierzchni pospawalniczych może być spowodowana: nierównomiernym naddatkiem na obróbkę, zmienną liczbą jednocześnie pracujących (czynnych) ostrzy, zmianą własności (niejednorodnością) materiału obrabianego, zjawiskiem powstawania i zanikania narostu oraz nieciągłością procesu tworzenia się wióra. Siła skrawania zmienia się w granicach od Fmin do Fmax, gdzie Fmin może przyjmować nie tylko wartości dodatnie, ale również wynosić zero. W momencie kiedy ostrza czynne narzędzia skrawającego tracą kontakt z powierzchnią obrabianą, wartość siły skrawającej najmniejsza Fmin = 0. Faktyczna zmiana sił odbywa się tylko w zakresie dodatnim, a naprężenia materiału narzędzia wywołane działaniem takiej siły skrawającej mają taki sam charakter.After determining the cutting edge geometry, the tool is tested for strength in relation to cutting forces. Changes in cutting force values during post-weld machining can be caused by: uneven machining allowance, a variable number of simultaneously operating (active) cutting edges, changes in the properties (heterogeneity) of the workpiece material, the formation and disappearance of the built-up edge, and discontinuities in the chip formation process. The cutting force varies between Fmin and Fmax, where Fmin can take on positive values or be zero. When the active cutting edges of the cutting tool lose contact with the machined surface, the minimum cutting force value, Fmin = 0, occurs. The actual force change occurs only in the positive range, and the stresses in the tool material caused by such a cutting force are of the same nature.
Końcowy etap projektowania polega na tworzeniu tabeli wymiarów ostrzy narzędzia, wyznaczeniu całkowitej jego długości, przygotowaniu rysunku wykonawczego narzędzia. Przed tworzeniem tabeli niezbędne jest wyznaczenie nominalnych wartości całkowitej wysokości przekroju przeprowadzonego przez krawędzie każdego ostrza projektowanego narzędzia.The final design stage involves creating a table of tool blade dimensions, determining the total length, and preparing a manufacturing drawing of the tool. Before creating the table, it is necessary to determine the nominal values of the total cross-sectional height of each blade of the designed tool.
Wartość wysokości przekroju każdego kolejnego ostrza powiększa się o wartość posuwu na jedno ostrze a (grubości skrawanej warstwy). Tak więc wysokość i-tego ostrza wyznacza się za pomocą wzoru:The cross-sectional height of each subsequent blade increases by the feed rate per blade a (the thickness of the cut layer). Therefore, the height of the i-th blade is determined using the formula:
Hi = Hi + (/- 1)Hi = Hi + (/- 1)
Tabelę wypełnia się do rozpoczęcia przygotowania rysunku wykonawczego i zawiera ona numery wszystkich ostrzy po kolei, wartość ich wysokości razem z odchyłkami tych wartości oraz wartość kąta przyłożenia a, właściwego do każdej grupy ostrzy (tab. 1).The table is filled in before the preparation of the production drawing begins and contains the numbers of all blades in sequence, the value of their height together with the deviations of these values and the value of the clearance angle a appropriate for each group of blades (Table 1).
Tabela 1Table 1
Następnie zgodnie z obliczonymi parametrami w znany sposób wytwarza się narzędzie skrawające. Mocuje się je w uchwycie obrabiarki, po czym przesuwa się wzdłuż spoiny i usuwa się naddatek lica spoiny jednoetapowo w trakcie jednego przejścia.A cutting tool is then manufactured according to the calculated parameters in a known manner. It is mounted in the machine tool's chuck, then moved along the weld, removing the weld bead allowance in a single pass.
Wieloostrzowe narzędzie do obróbki wykańczającej powierzchni pospawalniczych zaprojektowane dla spoiny o wyżej przedstawionych parametrach wykonane jest w postaci stalowego pręta o prostokątnym przekroju, który wzdłuż jednej z zewnętrznych powierzchni posiada rząd siedemnastu zębów 1. Długość g zęba 1 jest równa maksymalnej szerokości skrawanego naddatku lica Bs. Szerokość zęba 1 jest co najmniej równa połowie odległości między zębami. Różnica wysokości ostrzy pomiędzy pierwszym zębem a ostatnim zębem jest równa wysokości Hs skrawanego naddatku lica. Przedostatni i ostatni ząb mają tę samą wysokość ostrza.A multi-tooth tool for finishing weld surfaces, designed for a weld with the parameters presented above, is made in the form of a steel rod with a rectangular cross-section, which has a row of seventeen teeth 1 along one of its outer surfaces. The length g of tooth 1 is equal to the maximum width of the cutting edge allowance B s . The width of tooth 1 is at least half the distance between the teeth. The difference in cutting edge height between the first tooth and the last tooth is equal to the height H s of the cutting edge allowance. The penultimate and last teeth have the same cutting edge height.
Claims (6)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL433166A PL249595B1 (en) | 2020-03-07 | 2020-03-07 | Method of finishing welding surfaces and a tool for implementing this method |
| UAU202003746U UA146640U (en) | 2020-03-07 | 2020-06-22 | METHOD OF WELDING PROCESSING |
| UAU202003750U UA146641U (en) | 2020-03-07 | 2020-06-22 | WELDING PROCESSING TOOL |
| EP21161147.0A EP3875199A1 (en) | 2020-03-07 | 2021-03-06 | Method for finishing welding surfaces and tool for carrying out this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL433166A PL249595B1 (en) | 2020-03-07 | 2020-03-07 | Method of finishing welding surfaces and a tool for implementing this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL433166A1 PL433166A1 (en) | 2021-09-13 |
| PL249595B1 true PL249595B1 (en) | 2026-05-18 |
Family
ID=74856167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL433166A PL249595B1 (en) | 2020-03-07 | 2020-03-07 | Method of finishing welding surfaces and a tool for implementing this method |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3875199A1 (en) |
| PL (1) | PL249595B1 (en) |
| UA (2) | UA146640U (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL248317B1 (en) * | 2022-12-30 | 2025-11-24 | Univ Morski W Gdyni | Set for mounting a multi-blade tool for finishing welding surfaces, use of a set for mounting a multi-blade tool for finishing welding surfaces and method of producing a set for mounting a multi-edge tool for finishing welding surfaces |
| CN121373764A (en) * | 2025-11-27 | 2026-01-23 | 北京九天行歌航天科技有限公司 | Rocket tank bottom laser welding system and welding method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2612323C3 (en) * | 1976-03-23 | 1980-07-17 | Vsesojuznyj Nautschno-Issledovatelskij Instrumentalnij Institut Ssr, Moskau | Broach |
| PL166176B1 (en) | 1991-07-03 | 1995-04-28 | Aparatury I Urzadzen Famet Sa | The method of grinding external longitudinal welds and the device for grinding the welds wncMzdnużn żnęłrznycn chrg |
| PL174051B1 (en) | 1994-06-27 | 1998-06-30 | Kotlow Rafako Sa Fab | Method of machining rots of welds and miling machine therefor |
| CN206169389U (en) * | 2016-10-29 | 2017-05-17 | 海宁运城制版有限公司 | Broaching equipment of version roller end cap internal keyway |
| CN207057736U (en) * | 2017-04-28 | 2018-03-02 | 广东美芝制冷设备有限公司 | Broaching tool combines |
-
2020
- 2020-03-07 PL PL433166A patent/PL249595B1/en unknown
- 2020-06-22 UA UAU202003746U patent/UA146640U/en unknown
- 2020-06-22 UA UAU202003750U patent/UA146641U/en unknown
-
2021
- 2021-03-06 EP EP21161147.0A patent/EP3875199A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3875199A1 (en) | 2021-09-08 |
| UA146641U (en) | 2021-03-10 |
| UA146640U (en) | 2021-03-10 |
| PL433166A1 (en) | 2021-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI504454B (en) | Bearbeitungswerkzeug | |
| US10926343B2 (en) | Ground set saw blade | |
| US10279408B2 (en) | Ground set saw blade | |
| US8251112B1 (en) | Substantially helical, stepped blade row cutterhead having removable blade units | |
| DE102011110779B4 (en) | Method for milling a blank in the manufacture of a turbine blade | |
| EP3875199A1 (en) | Method for finishing welding surfaces and tool for carrying out this method | |
| CN104837587A (en) | Method for determining the flank profile of a hobbing tool, hobbing tool and use thereof | |
| Waszczuk et al. | Influence of the path type on selected technological effects in the trochoidal milling | |
| CN110877132B (en) | Method for gear manufacturing machining of a workpiece | |
| CN109746641B (en) | Manufacturing method of alloy steel frog unequal-height long and short center rail assembly | |
| CN114769688B (en) | Method for processing deep notch of thin lug | |
| Dvirna | The innovative post-weld finishing method and non-standard cutting tool for carrying out this method | |
| CN106964849A (en) | The processing method of contour spiral bevel gear tooth top chamfered edge | |
| KR102305938B1 (en) | Set of plates or parts obtained by cutting a block of metal or composite material | |
| DE69033884T2 (en) | cutting machine | |
| CN114871457B (en) | Processing method of zigzag threads of hydraulic nut of large ship shafting | |
| CN111168327A (en) | Method for machining blade assembly inner and back arcs through powerful grinding machine | |
| CN115055764B (en) | Device and method for removing thread burrs by machining | |
| GB2559599A (en) | Improvement to saw blades | |
| EP3325202B1 (en) | Method and device for the fine-machining of pre-machined bearing seats of the main bearings and crank pin bearings of crankshafts | |
| CN111805187B (en) | Processing method of assembly surface of dehumidifying blade | |
| EP3814043A1 (en) | Method and apparatus for sharpening a saw chain | |
| CN223960592U (en) | A integrative milling cutter for switch rail processing | |
| RU2410208C1 (en) | Procedure for gear milling and worm gear strengthening using combined feed and taper lead | |
| RU2818545C1 (en) | Method of planing nonlinear surfaces of thin-walled parts of bladed machines and tool for its implementation |